船舶动力装置发展新趋势探讨

杨胜国 孙 慧

（烟台中集来福士海洋工程有限公司 山东省烟台市 264670）

船舶动力装置发展新趋势探讨

杨胜国 孙 慧

（烟台中集来福士海洋工程有限公司 山东省烟台市 264670）

各种能源控制技术对于船舶动力系统的影响非常大，从最原始的蒸汽动力到电力推进，船舶的动力转换效率也越来越高，安全系数也得到了质的改善。但随着船舶动力需求的快速增长，人们需要对大功率的主机系统和动力传送系统进行最大限度的优化，从经济和效率上达到最高。人工神经网络技术的出现，在一定程度上为人们找到了最优的配置方法并提供了技术支持。故在本文中主要对船舶动力装置发展新趋势进行了简单的分析。

船舶；动力装置；发展新趋势

1 船舶动力装置的含义

船舶动力装置是在船舶营运过程中为其提供动力以及能量的重要设备。一般情况下，船舶动力装置主要包含了主动力装置、辅助动力装置与其他的动力设备等。在技术演化的过程中，船舶动力经历了蒸汽动力、内燃动力以及燃气动力、混合动力等几种不同的类型。随着社会经济的快速发展以及船舶运输行业各种新需求的不断出现，船舶动力装置的技术研发、设备革新以及制造等领域的发展也非常的迅速。但是目前使用范围最广的动力装置主要是综合电力推进系统、混合动力系统、船舶燃气轮机以及最近兴起的特种推进装置等不同的类型。

2 船舶常规动力装置的类型

2.1 柴油机动力装置

柴油机动力装置是以柴油为燃料的内燃机，其优点在于启动速度快、运行状态可靠和功率大等。柴油机动力装置是目前应用最为普遍的船舶动力装置，因此其技术成熟度也相对更高。柴油机动力装置在20世纪60年代开始全面取代了蒸汽轮机，成为最主流的船舶动力装置。

2.2 燃气轮机动力装置

燃气轮机动力装置其突出的特点在于装置体积较少、重量轻、加速性能强，且燃气轮机动力装置运行过程中所产生的污染物远远少于柴油机动力装置。但是，燃气轮机动力装置也存在着较多的缺点和不足，如燃气轮机的燃料——蒸馏油价格非常昂贵、燃气轮机油耗较高、经济性不高等，因此很难在船舶当中得到普及。

2.3 电力推进装置

电力推进装置工艺较柴油机动力装置要更为复杂，目前多数的电力推进装置还需要配备柴油机或者燃气轮机产生电力能源，为电动机提供能源。电力推进装置的特点在于安全性较高、可操作性强，船舶运行更为稳定，并且经济环保。

2.4 混合动力装置

混合动力装置中，轴带电机工作模式为电动机，负责为船舶提供辅助动力。这类船舶当中柴油机为主要动力装置，但是由于电动组提供必要的辅助推力，因此柴油机可选择功率较小的型号，以降低柴油油耗，并节省大量的机舱内部空间。随着科学技术的不断发展，混合动力装置的运行状况更加稳定，很大程度上保证了两大动力能源的稳定并车，这也使混合动力装置的应用越来越广泛，在许多船舶上都能够发现混合动力装置的身影。

3 船舶动力装置发展趋势

3.1 柴油机动力装置的发展趋势

①柴油机具有相对庞大的体积，占用了大量船舱内部空间。而柴油机多缸运作也使得燃料需求过高。②柴油机将会向着低排放、低污染的方向发展。柴油机工作中产生大量的废气，对生态环境造成重大影响。随着社会的不断发展，环境污染问题和能源危机问题日趋严重，柴油机必然会顺应可持续发展战略，不断优化装置的作业功率，提升燃油效率。此外，柴油机动力装置还会安装用于废气处理的先进技术和设备，以降低废气的环境污染问题。

3.2 电力推进装置的发展趋势

常电力推进系统在运转灵活性、经济性以及可靠性等方面的技术优势，但同样也有一定的不足。同时，电力推进装置在高效工作的前提下，需要大量的原动力装置，一定程度上增加了经济成本。如果这些问题可以得到解决的话，电力系统的应用前景会更加广阔。在未来，电力推进系统更加注重各个设备的优化布置、减少振动和噪音、提高能源利用效率。同时加大交流变频技术的应用、在有效结合电力系统与推进系统的前提下实现系统的一体化供电也是未来主要的研究趋势。

3.3 混合动力装置的发展趋势

混合动力装置主要有柴－电推进装置、柴－燃推进装置以及柴－电－燃气推进装置。混合动力装置的特点在于综合了各类电力推进装置的部分优点，保证动力装置功率的同时，又能减少动力装置对环境的污染。混合动力装置目前主要在军事舰船上应用，近年来混合动力装置也开始逐步应用于商用船舶上。

从混合动力装置的特点来看，混合动力装置属于船舶动力装置的过渡机型。混合动力装置的设计和研发，主要是从柴油机动力装置的缺陷出发，试图通过集成其他动力装置的优点以提升柴油机动力装置的性能。但是，随着科学技术的不断发展，混合动力装置将面临更多的技术难题和发展任务。首先，混合动力装置必须要在原有的基础上，进一步弱化柴油机动力装置的主动性，甚至是从混合动力装置中去除柴油机设备，从而提升装置的环保性和可再生性。

同时，混合动力装置必须要加强对全新能源的寻求和探索，为动力装置提供源源不断的能源。比如，太阳能作为当前重要的能源研究方向，混合动力装置中可以尝试将太阳能与动力装置相结合，或者是加强对风能和海洋能的利用，以最大化地保持混合动力装置的使用效果，为混合动力装置的使用提供更为可靠的保障。

3.4 特种推进装置的发展趋势

特种推进装置主要是在一些特种船舶的动力系统中使用，但是随着社会经济的发展，在某些经济领域也出现了特殊的需要，通过特种船舶就能够解决一些技术上的难题，例如：远洋勘探船以及海洋工程船等，这类的船舶通常对推进设备的性能要求比较高，所以特种推进装置的发展方向也在不断的提高动力系统的各种性能指标。与此同时，特种推进装置的研究也会逐渐的注重大功率推进系统的设计与研发，在满足高速度、高功率以及高效率等新的船舶发展需求的同时，通过系统间的优化设计与良好配合实现动力装置一体化发展的目标。

总之，随着科学技术的快速发展，船舶动力装置种类显著增加，从柴油机动力装置到混合动力装置，其各自都具备一定的优点，为船舶的运行提供相关保障。随着环境污染问题的加剧，未来船舶动力装置将朝向清洁、环保和高效的方向发展，动力装置的智能化水平也将不断地提升，以满足不同类型船舶的实际需求，为水路运输和海洋军事活动提供更为可靠的技术支持。

[1]李强.基于船舶动力装置发展的新趋势分析[J].中国水运（下半月），2014，07：139～140.

[2]陈重万.船舶动力装置发展的新趋势[J].电子世界，2013，18：228.

[3]徐汇涛.船舶动力装置发展研究[J].机电技术，2015，02：70～71+75.

U664.1

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1004-7344（2016）29-0238-01

2016-9-26